摘要：高压输电线路是电力系统的重要传输部分，同时也是最易出现安全事件的部分。具不完全数据统计分析发现，因高压线路雷击而造成的跳闸安全输电事故在40%-70%，对正常供电带来极大影响，因此需积极采取有效防雷措施来降低其安全事件发生率，常采用的方法包括安装线路避雷器、导线同避雷线保护角上的改变、投入资金安装自动-重合闸设备等，同时根据环境及设备使用需要进行绝缘配置，尽量降低雷击跳闸率。本文主要对高压输电线路综合防雷措施进行了分析研究。
关键词：高压输电线路；防雷措施；具体应用
引言
在高压输电线路综合防雷措施的研究与应用中，不仅提升了输电线路的抗雷特性，还对人类生活和生产提供了有效保障。在此基础上，人们通过对放电原理总结，以及对雷电压和雷电流的形成研究，制定出一系列输电线路防雷措施，并将其应用到输电线路防护上，取得了不错的效果。未来，我国对输电线路架设要求会不断提升，需要相关工作人员对输电线路防雷措施做进一步研究，为我国电力系统稳定运行提供保障。
1雷电对高压输电线路的危害
雷电是一种比较常见的自然现象，对人们的生产生活有较大的影响，高压输电线路一般都是暴露在野外的，线路安全是电网安全运行的基础和前提，高压输电线路很容易受到雷电危害的影响。高压输电线路最容易受到雷击的区域包括山顶、风口、河谷、峡谷、潮湿盆地、导电性矿物质集中处等，在高压输电线路架设过程中，应该要尽量避开这些区域，如果不能避开，则应该要加强防雷保护。雷电灾害主要有以下几个方面。
1.1直击雷危害
直击雷指的是对高压输电线路造成直接电击现象的雷电灾害，例如雷电直接击中杆塔、导线所引起的过电压，就叫作直击雷过电压。以雷电直击杆塔为例，雷电击中杆塔之后，雷电流急剧上升，使得塔顶对地电位突然变得很大，同时，杆塔顶部与导线之间的电位差值也会变大，还伴随出现闪络现象，使得杆塔顶部与导线之间的连通性变差，甚至是中断。直击导线也是一种十分严重的雷电危害，对导线产生危害是由于导线并没有安全避雷线，因此遇到雷电天气的时候，过电压会直接进入导线，产生较大的危害。
1.2感应雷危害
感应雷危害是高压输电线路遭遇较多的雷电灾害类型，当雷云经过高压输电线路附近时，雷电放电过程中，会形成电磁感应，这些电磁感应会传到地下，这种雷击过电压一般对35kV以下的电路产生的危害更加严重，对高压输电线路造成的危害不是很严重。
1.3雷电冲击波的危害
雷电冲击波是一种突发的高压冲击波，会对高压输电线路产生影响，由于突发的高压冲击，很多高压输电线路都不能承受这些高电压，因此导致线路被破坏，对整个电网的正常运行产生十分严重的危害。
2雷击放电过程研究
2.1放电原理
带电荷的雷云是造成雷电现象的主要原因。当水滴穿过云层时，出现撞击分裂现象，其中分裂出来的水沫携带负电荷，由于水沫的质量较轻，会上升至云层形成带负电的雷云，而带正电的雨滴会迅速下降，形成降雨。当雷云积聚过多时，会感应到大地上雨水的正电荷，从而产生强大的电场，最终形成雷击。此时，如果雷云继续扩大，会导致大气的电场强度增加，在雷云之中形成火花放电。在放电过程中，有时会产生几百千安的瞬时电流，再加上大气中光和热的作用，最终形成闪电和雷鸣。
2.2雷电压和雷电流的形成
雷电现象的产生主要是由于空气中游离的导电分子进入到雷云中的高电势点，如果这种强大的雷电击中高压导线，雷电中携带的电流将会在沿着导线两端运行，改变导线中的电压和电流配比。一般情况下，导线中的电压行波u与电流行波i的比值为波阻抗，数值一般在300Ω。若高压线路经过雷击之后塔角的接地电阻会减小，从而在地面产生雷电反射现象，此时塔顶电位为零。但是通过雷击作用，输电线路中的电流值增加了一倍，由于输电线路中的电阻不可能为零，因此线路中会出现压降，形成雷电压和雷电流。
3高压输电线路综合防雷措施的具体应用
3.1缩减杆塔接地电阻
在高压输电线路运行过程中，杆塔接地电阻对杆塔顶电位产生重要影响，通常情况下，若杆塔高度属于正常水平，当其型号、尺寸、数量及其绝缘子型号确定后，缩减杆塔接地电阻能够有效提高线路的耐雷水平，并在最大限度上降低反击概率。因此在防雷工作开展过程中，工作人员应采取有效措施，合理处理杆塔接地电阻问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如在我国某地区高压输电线路防雷工作开展中，具体采取如下方式缩减杆塔接地电阻：（1）使用接地电阻降阻剂，降阻剂pH值为7.5～8.6，可对接地体产生钝化作用，当接地极周围敷设完工之后，工作人员可在其周围放置降阻剂，增大了接地极外形尺寸，从而降低周围大地介质与接地极之间的接触电阻，起到良好的降阻效果；（2）爆破接地技术，工作人员首先进行爆破制裂，接下来在裂缝中放入低电阻率材料，具体使用压力机进行操作，从而有效改善大范围内土壤的导电性；（2）外引接地，选取某一低土壤电阻率区域，在其中敷设辅助接地装置，进而降低整个接地系统电阻，若接地装置附近存在不冻河流，此方法效果显著，但是其会增加防雷成本，在具体操作时接地极长度最好控制在100m以内。
3.2应用不平衡绝缘方式
不平衡绝缘方式具有较强的经济性，并且操作起来较为方便，能够有效提高线路的绝缘水平，进而增加了反击和绕击的耐雷能力。在高压线路具体运行中，高杆塔、大跨越的线路跳闸几率明显高于一般线路，为了降低跳闸事故发生几率，可以适当加大避雷线与大跨越档距导线之间的距离，也可增加线路绝缘子串的数量，从而增强绝缘性能。例如在我国某地区高压输电线路防雷工作中，操作人员选择了不平衡绝缘方式，两回路的绝缘水平相差值设定为相电压峰值，从而保证在雷击时，闪络先发生在绝缘子串片数较少的回路中，将闪络后的导线当作地线，进而促进另一回路耦合作用增强。降低对应绝缘子串的过电压，增强线路的耐雷水平，降低闪络事故发生几率，从而保证此回路可正常供电。
3.3科学合理架设避雷线
在架空送电线路防雷过程中，避雷线起到了关键作用，其功能主要表现为：能够隔离闪电，避免雷电直击导线，当雷电击中杆塔时，其可对雷电进行分流，从而减少流入杆塔的电流，降低塔顶电位。因此在高压线路防雷工作开展中，工作人员应结合高压线路运行环境，科学合理的设置避雷线。例如在我国某地区229kV高压输电线路防雷工作开展中，工作人员采取如下措施架设避雷线：在全线范围内架设避雷线，缩减避雷线对边角线的保护角，具体设置为20～30°。在操作过程中充分考虑了耦合会随着保护角减少而增加的问题，在具体设计中应尽量权衡耦合损耗和绕击率，采取经济性较高的保护角。同时合理控制杆塔两根地线间的距离，必须小于导线与地线间垂直距离的5倍。此外，为了达到良好的保护效果，在每基铁塔处避雷线必须进行接地处理。
3.4输电防雷措施的应用
3.4.1安全输电路径的设置
根据相关数据统计显示，往往输电线路遭受雷击的区域比较固定。因此，在输电线路设计过程中，要结合当地实际情况，避开雷击严重区域，可以有效降低输电线路雷击发生的可能性。总的来说，雷击的集中区域一般在山区的风口处、潮湿山脉以及电阻率较高的土壤地带等。
3.4.2线路档距设置
当输电线路受到雷击影响之后，雷电波会沿着输电线路进行双向传播。如果改变线路档距，输电线路的雷击承受水平也会产生一定变化。在理想环境下，不考虑环境和其他避雷装置的影响，线路档距越大，线路的耐雷击水平就会越高，当线路档距达到一定数值时，输电线路的抗雷击特性会达到最大，当线路档距继续增大时，线路的抗雷特性会保持最大数值不变。
3.4.3输电线路电压设置
以500kV的输电线路为例，一般500kV输电线路都以交流电压传输为主，而交流电压在传输过程中具有周期性，在不同时段中产生的耐雷水平也不同。因此，在防雷措施应用过程中，相位角的不同，线路的耐雷水平也有所不同。一般来说，相位角的90°时，输电线路的耐雷水平最低，在100kA左右，方相位角达到270°时，输电线路的耐雷水平达到最大，数值在200kA左右。
结束语
综上所述，高压输电线在电力系统中发挥着重要的作用，日渐成为电力传输的重要载体，其运行状况直接关系到供电质量。在具体运行过程中，高压输电线路容易受到环境等因素影响，雷击概率较高，严重威胁着线路的安全性和平稳性，因此相关单位必须采取有效的防雷措施，从接地电阻调整和避雷线应用等方面着手，提高线路的耐雷水平。
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论文作者:郝文俊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：线路论文; 雷电论文; 高压论文; 防雷论文; 杆塔论文; 避雷线论文; 导线论文; 《电力设备》2017年第34期论文;